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为建筑物降温的聚合物涂层

工程师们开发了一种高性能外部 PDRC(被动日间辐射冷却)聚合物涂层,其气隙范围从纳米到微小,可用作屋顶、建筑物、水箱、车辆甚至航天器的自发空气冷却器 - 任何可以他们使用基于溶液的相转换技术,使聚合物具有多孔泡沫状结构。当暴露在天空中时,多孔聚合物 PDRC 涂层会反射阳光并升温,以达到低于典型建筑材料甚至环境温度的温度空气。

随着气温上升和热浪扰乱世界各地的生活,冷却解决方案变得越来越重要。这是一个关键问题,特别是在发展中国家,那里的夏季炎热程度可能会非常严重,并且预计会加剧。但是常见的冷却方法,例如空气冷却空调价格昂贵、消耗大量能源、需要随时可用的电力,并且通常需要消耗臭氧层或导致温室效应的冷却剂。

这些能源密集型冷却方法的替代方案是 PDRC,这是一种表面通过反射太阳光并将热量辐射到较冷的大气而自发冷却的现象。如果表面具有太阳反射率 (R) 可以最大限度地减少太阳热量的增加,并且具有高的热辐射率(Ɛ)可以最大限度地提高天空的辐射热损失,PDRC是最有效的。如果R和Ɛ足够高,即使在阳光下也会发生净热损失。

开发实用的 PDRC 设计具有挑战性:许多最新的设计解决方案复杂或昂贵,并且无法广泛实施或应用于具有不同形状和纹理的屋顶和建筑物。到目前为止,廉价且易于应用的白色涂料一直是 PDRC 的基准。然而,白色涂料通常含有吸收紫外线的颜料,不能很好地反射较长波长的太阳光,因此其性能一般。

哥伦比亚工程学院的研究人员发明了一种具有纳米至微米级气隙的高性能外部PDRC聚合物涂层,可用作自发空气冷却器,并可在屋顶、建筑物、水箱、车辆甚至宇宙飞船上染色和涂漆—任何可以涂漆的东西。他们使用基于溶液的相转换技术,使聚合物具有多孔泡沫状结构。由于空气空隙和周围聚合物之间的折射率不同,多孔聚合物中的空气空隙散射和反射阳光。聚合物变白,从而避免太阳加热,而其固有的发射率使其能够有效地将热量辐射到天空

 


发布时间:2021年3月18日